Związek między warunkami środowiska a częstością występowania kopulacji pozapartnerskich u ptaków bada dr hab. Aneta Arct z Instytutu Nauk o Środowisku UJ na szwedzkiej wyspie Gotlandia, we współpracy z prof. dr. hab. Mariuszem Cichoniem i dr. hab. Szymonem Drobniakiem z Instytutu Nauk o Środowisku UJ oraz prof. Larsem Gustafsonem z Uniwersytetu w Uppsali.

Hipotezę - zakładającą, że w niekorzystnych warunkach, takich jak susza, niedobór pożywienia lub ekstremalne temperatury, samice mogą szukać genów partnera spoza pary, które zapewnią ich potomstwu większe szanse na przeżycie - badano, dokonując syntezy wyników dotychczas opublikowanych prac naukowych.

Analizując metadane z 240 badań przeprowadzonych na 165 gatunkach ptaków wykazano, że warunki środowiskowe (tj. warunki klimatyczne, położenie geograficzne, produkcja pierwotna) wpływają na prawdopodobieństwo zaangażowania się w kopulacje pozapartnerskie u ptaków.

„Ta istotna część projektu dostarczyła pewnego wglądu w procesy ekologiczne, które kierują różnymi wzorcami wyboru partnera poza parą u ptaków” - podano w informacji prasowej na stronach Uniwersytetu Jagielońskiego (UJ).

Ponadto w ramach projektu finansowanego przez NCN zespół pod kierunkiem dr hab. Anety Arct przeanalizował dostępne dane pogodowe, zestawiając je z długoterminowymi danymi, które dokumentują naturalną populację sikory modrej (Cyanistes caeruleus) gniazdującej na szwedzkiej wyspie Gotlandia.

Wyniki wspólnych badań opublikowano niedawno w czasopiśmie "Behavioral Ecology" (Zmienność temperatury jest związana z występowaniem ojcostwa pozaparowego u sikorek modraszków).

Badania wykazały, że samice sikory modrej częściej posiadały potomstwo spoza pary, gdy doświadczały dużych wahań temperatury powietrza. Badacze stwierdzili, że prawdopodobieństwo „ptasiej zdrady” wzrastało wraz ze wzrostem zmienności temperatury otoczenia doświadczanej przez samice przed złożeniem jaj. Tym samym kopulowanie poza parą może być dla sikory modrej „strategią wykorzystywaną do radzenia sobie z szybko zachodzącymi zmianami środowiska”.

„Badania przeprowadzone w ramach projektu rzucają nowe światło na skomplikowane strategie reprodukcyjne ptaków, które mogą wynikać z ich adaptacji do warunków środowiska” - zaznaczono w informacji UJ.

Wyniki projektu mogą przyczynić się do rozwiązania jednej z największych zagadek ewolucyjnych, jaką jest odpowiedź na pytanie: dlaczego samice tak często angażują się w kojarzenia pozapartnerskie?

Jak zaznaczono w informacji UJ, „badania te mogą również rzucić nowe światło na ewolucję zachowań seksualnych ludzi i innych gatunków zwierząt”, a także przyczynić się "do lepszego poznania ograniczeń plastyczności fenotypowej, co jest kluczowe dla zachowania różnorodności biologicznej".

Kopulacje pozapartnerskie, czyli kopulacje samicy z partnerem innym niż jej partner socjalny, to bardzo rozpowszechniona strategia rozrodcza u ptaków. Chociaż ptaki, podobnie jak ludzie, często tworzą pary monogamiczne, to u ponad 90 proc. gatunków dzięki metodom biologii molekularnej odkryto występowanie potomstwa spoza pary.

"Samice polskich gatunki ptaków – np. sikor, muchołówek czy pokrzewek – mogą mieć 10–40 proc. swojego potomstwa z nadprogramowymi samcami. Są jednak gatunki – jak np. amerykańska nadobniczka drzewna – gdzie całe gniazda (czyli 100 proc. młodych!) mogą pochodzić ze zdrady. Samica taka ewidentnie bardzo ryzykuje decydując się na tak daleko posuniętą niewierność" - czytamy na stronach "Projektora Jagiellońskiego UJ".

Jak podkreślono w informacji UJ, „samica, zdradzając swojego partnera ryzykuje jego utratę, a jest on niezbędny w procesie wychowania potomstwa”. Kopulacje pozapartnerskie mogą zwiększać ryzyko przenoszenia chorób, a także wymagają dodatkowego czasu i energii, która jest na wagę złota w krótkim sezonie lęgowym.

Jakie są zatem zyski kopulacji pozapartnerskich u ptaków? "Jedna z hipotez, określana jako 'bet-hedging hypothesis', zakłada, że samice mogą angażować się w kopulacje pozapartnerskie, aby zdywersyfikować geny swojego potomstwa i zwiększyć jego szanse na przetrwanie w niepewnych warunkach środowiskowych" - podkreślono w informacji na stronach UJ. W ten sposób przynajmniej część potomstwa może zyskać geny, które mogą się okazać korzystne w zmiennych warunkach środowiskowych, a których nie posiada partner socjalny.

"Ponadto potomstwo z kopulacji pozapartnerskich może być lepszej 'jakości', w ten sposób będzie sobie lepiej radzić w niekorzystnych warunkach środowiska" - zaznaczano.

Liczne badania, w tym również prowadzone i opublikowane przez dr hab. Anetę Arct w czasopiśmie "Behavioral Ecology and Sociobiology", potwierdzają, że potomstwo spoza pary socjalnej ma wyższe dostosowanie, a zatem większe szanse przeżycia i reprodukcji. Samice mogą również zdradzać swojego partnera w celu uniknięcia chowu wsobnego, czyli kojarzenia się osobników blisko spokrewnionych, co może prowadzić do szeregu negatywnych konsekwencji dla potomstwa.

Istotnie, wyniki badań meta-analitycznych przedstawionych przez zespół dr hab. Anety Arct w 2015 roku w czasopiśmie "Behavioral Ecology", wykazały, że samice ptaków skojarzone z partnerem bardziej podobnym genetycznie do nich samych częściej posiadały potomstwo spoza pary.

Nauka w Polsce

amk/ zan/